¿Qué es PCI Express?


PCI Express, técnicamente Peripheral Component Interconnect Express pero a menudo se abrevia como PCIe o PCI-E, es un tipo estándar de conexión para dispositivos internos en un ordenador.

Generalmente, PCI Express se refiere a las ranuras de expansión reales en la placa madre que aceptan tarjetas de expansión basadas en PCIe y a los tipos de tarjetas de expansión en sí.

PCI Express ha reemplazado prácticamente a AGP y PCI, que sustituyeron al tipo de conexión más antiguo y más utilizado, llamado ISA.

Mientras que los ordenadores pueden contener una mezcla de varios tipos de ranuras de expansión, PCI Express se considera la interfaz interna estándar. Hoy en día, muchas placas base de ordenador se fabrican sólo con ranuras PCI Express.

¿Cómo funciona PCI Express?

Similar a los estándares anteriores como PCI y AGP, un dispositivo basado en PCI Express (como el que se muestra en la foto de esta página) se desliza físicamente en una ranura PCI Express en la placa madre.

La interfaz PCI Express permite la comunicación de alto ancho de banda entre el dispositivo y la placa base, así como otro hardware.

Aunque no es muy común, también existe una versión externa de PCI Express, llamada External PCI Express pero a menudo abreviada a ePCIe.

Los dispositivos ePCIe, al ser externos, requieren un cable especial para conectar cualquier dispositivo ePCIe externo al ordenador a través de un puerto ePCIe, normalmente situado en la parte posterior del ordenador, suministrado por la placa base o por una tarjeta PCIe interna especial.

¿Qué tipos de tarjetas PCI Express existen?

Gracias a la demanda de herramientas de edición y videojuegos más rápidas y realistas, las tarjetas de vídeo fueron los primeros tipos de periféricos de ordenador que se beneficiaron de las mejoras ofrecidas por PCIe.

Mientras que las tarjetas de vídeo siguen siendo el tipo más común de tarjeta PCIe que encontrará, otros dispositivos que se benefician de conexiones considerablemente más rápidas a la placa base, la CPU y la RAM también se fabrican cada vez más con conexiones PCIe en lugar de PCI.

Por ejemplo, muchas tarjetas de sonido de gama alta utilizan ahora PCI Express, al igual que un número cada vez mayor de tarjetas de interfaz de red alámbricas e inalámbricas.

Las tarjetas controladoras de disco duro pueden ser las que más se beneficien con PCIe después de las tarjetas de vídeo. La conexión de una unidad SSD de alta velocidad a esta interfaz de gran ancho de banda permite una lectura y escritura mucho más rápida de la unidad. Algunos controladores de disco duro PCIe incluso incluyen la unidad de disco duro SSD integrada, lo que altera drásticamente la forma en que los dispositivos de almacenamiento se han conectado tradicionalmente dentro de un ordenador.

Por supuesto, con PCIe reemplazando a PCI y AGP completamente en las nuevas placas madre, casi todos los tipos de tarjetas de expansión interna que dependían de las interfaces más antiguas están siendo rediseñadas para soportar PCI Express. Esto incluye cosas como tarjetas de expansión USB, tarjetas Bluetooth, etc.

¿Cuáles son los diferentes formatos PCI Express?

PCI Express x1….. PCI Express 3.0….. PCI Express x16. ¿Qué significa la «x»? ¿Cómo se puede saber si el equipo es compatible con cuál? Si tiene una tarjeta PCI Express x1 pero sólo tiene un puerto PCI Express x16, ¿funciona? Si no, ¿cuáles son sus opciones?

¿Confundido? No te preocupes, no estás solo.

A menudo no está nada claro cuando se busca una tarjeta de expansión para el equipo, como una nueva tarjeta de vídeo, cuál de las diversas tecnologías PCIe funciona con el equipo o cuál es mejor que la otra.

Sin embargo, por complejo que parezca, en realidad es bastante simple una vez que entienda las dos piezas importantes de información sobre PCIe: la parte que describe el tamaño físico y la parte que describe la versión de la tecnología, ambas explicadas a continuación.

Tamaños de PCIe: x16 vs x8 vs x4 vs x1

Como sugiere el encabezado, el número después de la x indica el tamaño físico de la tarjeta PCIe o ranura, siendo x16 la mayor y x1 la menor.

Así es como se forman los diferentes tamaños:

Tabla de comparación de tamaños de PCI Express Ancho Número de pasadores PCI Express x1 1825 mm PCI Express x4 3239 mm PCI Express x8 4956 mm PCI Express x16 8289 mm

No importa el tamaño de la ranura o tarjeta PCIe, la clave notch, ese pequeño espacio en la tarjeta o ranura, siempre está en Pin 11. En otras palabras, es la longitud del Pin 11 la que se alarga a medida que se pasa de PCIe x1 a PCIe x16. Esto permite cierta flexibilidad para utilizar tarjetas de un tamaño con ranuras de otro.

Las tarjetas PCIe caben en cualquier ranura PCIe de una placa base que sea al menos tan grande como ésta. Por ejemplo, una tarjeta PCIe x1 cabrá en cualquier ranura PCIe x4, PCIe x8 o PCIe x16. Una tarjeta PCIe x8 cabe en cualquier ranura PCIe x8 o PCIe x16.

Las tarjetas PCIe que son más grandes que la ranura PCIe pueden caber en la ranura más pequeña, pero sólo si la ranura PCIe es abierta (es decir, no tiene un tope en el extremo de la ranura).

En general, una tarjeta o ranura PCI Express más grande soporta un mayor rendimiento, asumiendo que las dos tarjetas o ranuras que se comparan soportan la misma versión PCIe.

Puede ver un diagrama de pinout completo en el sitio web pinouts.ru.

Versiones PCIe: 4.0 vs 3.0 vs 2.0 vs 1.0

Cualquier número después de PCIe que encuentre en un producto o placa base indica el número de la última versión de la especificación PCI Express compatible.

Así es como se comparan las diferentes versiones de PCI Express:

Tabla de comparación del rendimiento del enlace PCI Express Versión Ancho de banda (por línea) Ancho de banda (por línea en una ranura x16) PCI Express 1.0 2 Gbit/s (250 MB/s)32 Gbit/s (4000 MB/s) PCI Express 2.0 4 Gbit/s (500 MB/s)64 Gbit/s (8000 MB/s) PCI Express 3.0 7.877 Gbit/s (984.625 MB/s)126.032 Gbit/s (15754 MB/s) PCI Express 4.0 15.752 Gbit/s (1969 MB/s)252.032 Gbit/s (31504 MB/s)

Todas las versiones de PCI Express son compatibles hacia atrás y hacia delante, lo que significa que, independientemente de la versión que soporte la tarjeta PCIe o la placa base, deben funcionar juntas, al menos a un nivel mínimo.

Como puede ver, las principales actualizaciones del estándar PCIe aumentaron drásticamente el ancho de banda disponible cada vez, aumentando enormemente el potencial de lo que el hardware conectado puede hacer.

Las mejoras de la versión también corrigieron errores, añadieron funciones y mejoraron la gestión de la energía, pero el aumento del ancho de banda es el cambio más importante que hay que tener en cuenta al pasar de una versión a otra.

Maximización de la compatibilidad con PCIe

PCI Express, como se lee en las secciones sizes y versions, soporta prácticamente cualquier configuración que se pueda imaginar. Si encaja físicamente, probablemente funcione… lo que es genial.

Una cosa importante que hay que saber, sin embargo, es que para obtener el mayor ancho de banda (que normalmente equivale al mayor rendimiento), es necesario elegir la versión PCIe más alta que su placa base soporta y elegir el tamaño de PCIe más grande que se ajuste a sus necesidades.

Por ejemplo, una tarjeta de vídeo PCIe 3.0 x16 le dará el mayor rendimiento, pero sólo si su placa madre también soporta PCIe 3.0 y tiene una ranura PCIe x16 libre. Si su placa madre sólo soporta PCIe 2.0, la tarjeta sólo funcionará hasta la velocidad soportada (por ejemplo, 64 Gbit/s en la ranura x16).

La mayoría de las placas madre y computadoras fabricadas en 2013 o después probablemente soporten PCI Express v3.0. Revise el manual de su placa madre o de su computadora si no está seguro.

Si no puede encontrar ninguna información definitiva sobre la versión PCI que su placa base soporta, le recomiendo que compre la tarjeta PCIe más grande y de última versión, siempre y cuando quepa, por supuesto.

¿Qué reemplazará a PCIe?

Los desarrolladores de videojuegos siempre están buscando diseñar juegos que sean cada vez más realistas, pero sólo pueden hacerlo si pueden pasar más datos de sus programas de juego a los auriculares VR o a la pantalla de su ordenador y se necesitan interfaces más rápidas para que eso ocurra.

Por eso, el PCI Express no seguirá reinando dormido en los laureles. PCI Express 3.0 es increíblemente rápido, pero el mundo quiere más rápido.

PCI Express 5.0, que debería estar completo en 2019, soportará un ancho de banda de 31,504 GB/s por carril (3938 MB/s), dos veceslo que ofrece PCIe 4.0. Hay una serie de otros estándares de interfaz no PCIe que están siendo estudiados por la industria de la tecnología, pero dado que requerirían cambios importantes en el hardware, PCIe parece seguir siendo el líder durante algún tiempo.

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